Accumulation capacity of cadmium and copper and their effects on photosynthetic performance in Azolla filiculoides Lam. under induced rhizofiltration

• Autores: Aly Valderrama, Danny Carvajal, Patricio Peñailillo, Jaime Tapia
• Localización: Gayana botánica, ISSN-e 0717-6643, ISSN 0016-5301, Vol. 73, Nº. 2, 2016, págs. 283-291
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Capacidad de acumulación de cadmio y cobre, y sus efectos en el desempeño fotosintético en Azolla filiculoides Lam. bajo rizofiltración aumentada
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    RESUMEN El presente estudio evaluó la capacidad de Azolla filiculoides de incrementar la acumulación de metales pesados a través de la adición de diferentes concentraciones de cadmio (Cd) y cobre (Cu), como complejos del ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), bajo condiciones hidropónicas. Los efectos fisiológicos de la capacidad fotosintética fueron determinados por la eficiencia fotosintética (Fv/Fm) como un indicador de estrés en las plantas, y el contenido de metales pesados en la planta completa, fue medido mediante espectroscopia de absorción atómica. Los resultados obtenidos en los sistemas de rizofiltración no lograron alcanzar un incremento en la acumulación de Cd ante la adición de Cd-EDTA, pero el Cu-EDTA aumentó la acumulación de cobre. Aunque el Fv/Fm fue menor en todos los tratamientos, sólo el complejo Cd-EDTA causó daño en la actividad del PSII, y este resultó crítico. Estos resultados coinciden con la alta toxicidad del cadmio en las plantas, la cantidad de cadmio en las plantas, aunque pequeña, resultó dañina. El análisis de correlación para ambos metales pesados concuerda con el supuesto que los metales pesados en el tejido foliar afectan el metabolismo fotosintético. Esta investigación hace una nueva contribución al área, por cuanto se evalúo la rizofiltración inducida con EDTA utilizando Azolla en sistemas acuáticos, cuando la mayoría de la literatura evalúa la remediación en suelos con EDTA. En el futuro, se necesitan más investigaciones enfocada en la interacción del EDTA con otros iones y las consecuencias fisiológicas en diferentes especies de plantas.

  • English

    ABSTRACT This study evaluated the capacity of Azolla filiculoides to enhance heavy metal accumulation through the addition of different concentrations of cadmium (Cd) and copper (Cu), as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) complexes, under hydroponic conditions. The physiological effect was determined by Photosynthetic efficiency (Fv/Fm) as an indicator of plant stress, and heavy metal content was measured with flame atomic absorption spectroscopy in the whole plants. The results obtained in rhizofiltration systems did not show an increase in accumulation when Cd-EDTA was added, but the Cu-EDTA increased the accumulation of Cu by plants. Although the Fv/Fm was decreased in all treatments, only the Cd-EDTA complex caused damage to photosystem II (PSII) activity, and that damage was critical. These results coincide with the higher toxicity of cadmium to plants; the quantity of cadmium in the plants, although small, was indeed harmful to them. The correlation analysis for both heavy metals coincides with the assumption that the heavy metals on leaf tissue affected the photosynthetic metabolism. This research makes a new contribution to the field by evaluating EDTA-induced Azolla rhizofiltration in aquatic systems, a departure from the majority of the literature on the topic, which examines EDTA in soil remediation. In future, further study is needed on the interactions of EDTA with other ions and the physiological consequences for different plant species.